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太阳能-地源热泵的热源性能

Y. Bi1,2, L. Chen1* and C. Wu3

本论文研究了中国天津冬季里的太阳能-地源热泵的太阳能与地源性能。结果被用于设计和分析的太阳能集热器和地面热交换器。太阳能-地源热泵在这个地区的使用可行性是成立的。关键词:太阳能,地源热泵,可行性。

介绍

地源热泵(GSHP)利用地下相对稳定的温度作为热源或水槽提供热源或调节空气。GSHP 系统寻求利用常规空气-空气热泵系统的两方面可用的功能。首先,地下环境温度缓慢地变化,归结于其高的热质量,导致了相对稳定的源或者散热器的温度而不受较大的极限。其次,被地面吸收的太阳能在整个冬季可以热源。

自从地源热泵的观念在二十世纪四十年代被发展,大量的理论和实验工作都完成了,实验研究审查了具体的地源热泵系统和现场数据。理论研究已经集中于用数值方法模拟地下盘管换热器以及研究参数对系统性能的影响。太阳能-地源热泵(SGSHP)采用太阳能集热器和大地作为热源开始发展于1982年。热泵实验系统用垂直双螺旋线圈(VSDC)地下换热器(GHX)为太阳能-地源热泵(SGSHP)利用低品位能源,这种方法已经被作者们所创造。(图1)蒸汽压缩热泵的加热负荷和性能系数(COP)取决于蒸发温度和热源温度。SGSHP采用太阳能集热器和大地作为热源,因此,其应用主要是依靠太阳能和土壤源性能。在本论文中,中国天津的气象数据被用来分析SGSHP在该区域的应用可行性。

太阳能源分析

天津的太阳能在中国处于中等水平。1966-1976年期间天津的太阳能辐射月平均变化如图2所示。结果表明,该太阳能集热器在夏天可以直接用于提供热水。在冬季,当只有太阳能集热器收集太阳能的时候,集热效率可能太低。如果太阳能水源热泵(SSHP)被使用,集热器将会有更高的效率,单位面积会有更多的热量被收集。在这种情况下太阳能集热器每年都可以用于不同的季节。因此,集热器的利用效率会被提高。在供暖季节(十一月至翌年二月),天津平均每小时太阳辐射值变化如图3所示。最大的太阳辐射发生在1月至3的正午12点以及11月至12月的上午11点。

保持太阳辐射和环境温度恒定,集热效率随着集热介质入口温度的降低而增加。SSHP可降低入口温度而提高集热效率。然而,入口温度的降低意味着热泵的蒸发温度减少,导致蒸汽压缩热泵的COP减少。对应SSHP系统的最大COP存在着集热介质一个最佳的入口温度。

地源的自然温度

地源的自然温度取决于地表的温度,即太阳辐射。天津地源不同深度的自然温度如图表

4所示。结果表明,地表温度变化与气温变化相吻合。地下温度变化滞后于气温变化,地面温度波动小于气温波动。气温在-5℃至26℃范围内变动,然而地表(1.6m)的温度仅仅在9℃至28℃范围内变化。从11月到次年2月,地下(<1.6m)的平均温度至少比气温高5℃。

周期性热作用下的地面温度计算的指数行为模式:

天津地表不同深度下的温度变化计算方程,结果见表1

地下温度低于并且滞后于地表温度。滞后时间取决于深度和时间。在2米深的地下,在供暖季节(11月至次年3月),天津市的自然地下温度是有39天前的地球温度所决定的。这表明,地源热泵系统可以最佳地匹配建筑采暖需要。

地下温度自然恢复过程中的测量结果

当换热器安装在地下,地下温度有一个自然恢复的过程,这是当换热器安装在地下时地面温度返回到原来温度被推迟的时间。一个垂直双螺旋塑料线圈地下换热器已经被设计师们所设计和安装。线圈管的总长度确定于60米以满足在冬季加热模式的需要。内部和外部线圈的螺旋直径,就如同线圈的场地由内部和外部线圈的长度所决定的,被定为800mm.内部和外部螺旋线圈都是六个环,内部和外部螺旋直径分别为0.8m和2.4m。热交换器的间距是0.366,高为2.2m。GHX所占地表面积是4.52平方米(参考文献13)。热交换器如图5所示。

实验系统是根据加热和冷却方式而设计。该系统包括一个热泵机组,一个测量控制系统,一个GHX,和一个太阳能模拟系统。热泵机组是一个额定冷却负荷为1160瓦的商用制冷机。有43个热电偶来测量制冷剂的温度,水循环以及地下温度。

在冬季基本操作方式是SSHP和地源热泵(GSHP)交替加热模式,即在晴天时利用SSHP,在夜晚和阴雨天气时利用GSHP。运作时间是从11月到次年3月。一般来说,地源热泵运行时脉冲模式,即地源热泵运行8小时(16:00--24:00),地下温度恢复12小时(24:00--16:00)。

地面自然温度测量点如图5和图6所示。地面温度自然恢复过程的测量结果显示在图7-10上。图7显示了深度为1.9米水平面上不同点的温度变化情况。请注意最初的地面温度是在深度为0米。Tmax和Tmin是指高和最低温度。热交器距离原地面越远,测量点和原地面之间温度差异越大,地面温度自然恢复的过程越缓慢。图8反映了内部螺旋在不同深沿径向方向的温度变化。深度较浅地面温度降低,测量点和原地面之间的温差不同程度低增大。随着深度的减少,地面温度自然恢复的过程减缓。沿垂直方向的温度恢复率大于沿水平方向。图9显示了不同深度的线圈的核心温度变化。距离初始地面越远,自然恢复的过程越缓慢,地面温度越低。图10显示了原地面温度变化。

应用

SGSHP的地面源的太阳能资源及性能分析的结果被用于SGSHP系统。一个由SSHP和地源热泵组成的交替使用加热模式的SGSHP已经被研制出来并且进行了实验研究。

太阳能源分析用于太阳能集热器的设计。利用天津当地的气象数据,水平表面上一天中不同时刻的月平均太阳辐射是由曲线拟合方法获得的。然后,加热表面上的太阳辐射和有效太阳辐射能够被评估。就有效的太阳辐射而论,进入流体工作介质温度和环境温度(白天中后两者的可变参数),收集效率便可得到。最后,就有效辐射而言,集热器效率和收集表面面积,换热器的输出便可确定。计算结果已经在SGSHP实验系统中用于调节电热水器的加热负荷以及对SGSHP性能的实验研究。

地面源的自然温度分析是用来调整垂直VSDC GHX的设计参数。线圈管的总长度Lp 取决于GHX中地面和二回路之间的热传递效率。Q0是在冬季GSHP处于加热模式时热量从地面的吸收速度。Qk是在夏季地源热泵处于冷却模式热量释放到地面的速率。Q影响地源热泵的经济效率。冬天加热模式时,数额较大的Q0 会导致线圈管周围地面温度的降低,反过来导致出口温度和蒸发温度的降低。这样结果是降低了热负荷和COP,增加了运作成本。同时,少量的Q0 线圈管数量和主要投资成本的增加。Q0和Lp 必须由匹配压缩机和盘管而确定的,同时要符合运作和投资成本。用一下方程:

Q。=K1K2K3KQ。a (2)

Q。a 是制冷压缩机的制冷负荷

K是冷负荷转换系数

K1压缩机质量系数

K2系统保温系数

K3蒸发温度降低系数

K1取决于蒸发温度T0和冷凝温度TK

这里的T。由方程(1)确定

地下温度自然恢复过程的分析作为确定GHX的动态温度场的边界条件。

当交替使用的SSHP和地源热泵符合表2,SGSHP性能的实验结果,即供暖季节的总平均成绩如下:SSHP系统的平均热负荷是2334瓦,平均COP是2.3,;地源热泵系统对应是2298瓦和2.83;SGSHP对应的是2316瓦和2.78。

结论

中国天津冬季里,太阳能与地源能的性能在本论文中被研究。研究结果用于设计和分析太阳能集热器和GHX。SGSHP性能的实验结果表明SGSHP在这个地区是可行的。

鸣谢

本论文得到了中国大学"新世纪优秀人才计划"以及中国北京理工大学博士创业基金会的大力支持

参考文献

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of geothermal systems for commercial and institutional buildings'.

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122.

9 Temperature variations at coil centre

10 Original ground temperature variation

Table 2 Operation time expressed as a percentage of available time for SSHP and GSHP Heat pump November December January February March Mean

SSHP 50% 31% 41% 56% 63% 50%

GSHP 50% 79% 59% 44% 37% 50%

Bi et al. Heat source performance for solar-ground source heat pump

Journal of the Energy Institute 2005 VOL 78 NO 4 189

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指导教师:

年月日1

(完整版)_毕业设计英文文献51单片机中英文文献翻译_

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使用高级分析法的钢框架创新设计 1.导言 在美国,钢结构设计方法包括允许应力设计法(ASD),塑性设计法(PD)和荷载阻力系数设计法(LRFD)。在允许应力设计中,应力计算基于一阶弹性分析,而几何非线性影响则隐含在细部设计方程中。在塑性设计中,结构分析中使用的是一阶塑性铰分析。塑性设计使整个结构体系的弹性力重新分配。尽管几何非线性和逐步高产效应并不在塑性设计之中,但它们近似细部设计方程。在荷载和阻力系数设计中,含放大系数的一阶弹性分析或单纯的二阶弹性分析被用于几何非线性分析,而梁柱的极限强度隐藏在互动设计方程。所有三个设计方法需要独立进行检查,包括系数K计算。在下面,对荷载抗力系数设计法的特点进行了简要介绍。 结构系统内的内力及稳定性和它的构件是相关的,但目前美国钢结构协会(AISC)的荷载抗力系数规范把这种分开来处理的。在目前的实际应用中,结构体系和它构件的相互影响反映在有效长度这一因素上。这一点在社会科学研究技术备忘录第五录摘录中有描述。 尽管结构最大内力和构件最大内力是相互依存的(但不一定共存),应当承认,严格考虑这种相互依存关系,很多结构是不实际的。与此同时,众所周知当遇到复杂框架设计中试图在柱设计时自动弥补整个结构的不稳定(例如通过调整柱的有效长度)是很困难的。因此,社会科学研究委员会建议在实际设计中,这两方面应单独考虑单独构件的稳定性和结构的基础及结构整体稳定性。图28.1就是这种方法的间接分析和设计方法。

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Roman”字型,全文统一,首行缩进2个中文字符,1.5倍行距。 2、译文页码:页码用阿拉伯数字连续编页,字体采用“Times New Roman”字体,字号小五,页底居中。 3、译文页眉:眉体使用单线,页眉说明五号宋体,居中“大连东软信息学院高等教育自学考试毕业设计(论文)译文”。 -1- -2- -3- 篇二:毕业设计外文资料翻译 毕业设计外文资料翻译 题目静压轴承密封件的水压特性水泵和电机学院专业机械工程及自动化 班级 学生王道国 学号指导教师王栋梁 二〇一三年六月五日 济南大学毕业设计外文资料翻译 静压轴承/密封件的水压特性水泵和电机。第1部分:理 论和实验

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附件1:外文资料翻译译文 64位PCI扩展 1.64位数据传送和64位寻址:独立的能力 PCI规范给出了允许64位总线主设备与64位目标实现64位数据传送的机理。在传送的开始,如果回应目标是一个64位或32位设备,64位总线设备会自动识别。如果它是64位设备,达到8个字节(一个4字)可以在每个数据段中传送。假定是一串0等待状态数据段。在33MHz总线速率上可以每秒264兆字节获取(8字节/传送*33百万传送字/秒),在66MHz总线上可以528M字节/秒获取。如果回应目标是32位设备,总线主设备会自动识别并且在下部4位数据通道上(AD[31::00])引导,所以数据指向或来自目标。 规范也定义了64位存储器寻址功能。此功能只用于寻址驻留在4GB地址边界以上的存储器目标。32位和64位总线主设备都可以实现64位寻址。此外,对64位寻址反映的存储器目标(驻留在4GB地址边界上)可以看作32位或64位目标来实现。 注意64位寻址和64位数据传送功能是两种特性,各自独立并且严格区分开来是非常重要的。一个设备可以支持一种、另一种、都支持或都不支持。 2.64位扩展信号 为了支持64位数据传送功能,PCI总线另有39个引脚。 ●REQ64#被64位总线主设备有效表明它想执行64位数据传送操作。REQ64#与FRAME#信号具有相同的时序和间隔。REQ64#信号必须由系统主板上的上拉电阻来支持。当32位总线主设备进行传送时,REQ64#不能又漂移。 ●ACK64#被目标有效以回应被主设备有效的REQ64#(如果目标支持64位数据传送),ACK64#与DEVSEL#具有相同的时序和间隔(但是直到REQ64#被主设备有效,ACK64#才可被有效)。像REQ64#一样,ACK64#信号线也必须由系统主板上的上拉电阻来支持。当32位设备是传送目标时,ACK64#不能漂移。 ●AD[64::32]包含上部4位地址/数据通道。 ●C/BE#[7::4]包含高4位命令/字节使能信号。 ●PAR64是为上部4个AD通道和上部4位C/BE信号线提供偶校验的奇偶校验位。 以下是几小结详细讨论64位数据传送和寻址功能。 3.在32位插入式连接器上的64位卡

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附件1:外文资料翻译译文 基于一维CFD模型下汽车排气消声器的实验研究与预测Takeshi Yasuda, Chaoqun Wua, Noritoshi Nakagawa, Kazuteru Nagamura 摘要目前,利用实验和数值分析法对商用汽车消声器在宽开口喉部加速状态下的排气噪声进行了研究。在加热工况下发动机转速从1000转/分钟加速到6000转/分钟需要30秒。假定其排气消声器的瞬时声学特性符合一维计算流体力学模型。为了验证模拟仿真的结果,我们在符合日本工业标准(JIS D 1616)的消声室内测量了排气消声器的瞬态声学特性,结果发现在二阶发动机转速频率下仿真结果和实验结果非常吻合。但在发动机高阶转速下(从5000到6000转每分钟的四阶转速,从4200到6000转每分钟的六阶转速这样的高转速范围内),计算结果和实验结果出现了较大差异。根据结果分析,差异的产生是由于在模拟仿真中忽略了流动噪声的影响。为了满足市场需求,研究者在一维计算流体力学模型的基础上提出了一个具有可靠准确度的简化模型,相对标准化模型而言该模型能节省超过90%的执行时间。 关键字消声器排气噪声优化设计瞬态声学性能 1 引言 汽车排气消声器广泛用于减小汽车发动机及汽车其他主要部位产生的噪声。一般而言,消声器的设计应该满足以下两个条件:(1)能够衰减高频噪声,这是消声器的最基本要求。排气消声器应该有特定的消声频率范围,尤其是低频率范围,因为我们都知道大部分的噪声被限制在发动机的转动频率和它的前几阶范围内。(2)最小背压,背压代表施加在发动机排气消声器上额外的静压力。最小背压应该保持在最低限度内,因为大的背压会降低容积效率和提高耗油量。对消声器而言,这两个重要的设计要求往往是互相冲突的。对于给定的消声器,利用实验的方法,根据距离尾管500毫米且与尾管轴向成45°处声压等级相近的排气噪声来评估其噪声衰减性能,利用压力传感器可以很容易地检测背压。 近几十年来,在预测排气噪声方面广泛应用的方法有:传递矩阵法、有限元法、边界元法和计算流体力学法。其中最常用的方法是传递矩阵法(也叫四端网络法)。该方

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附件1:外文资料翻译译文 包装对食品发展的影响 一个消费者对某个产品的第一印象来说包装是至关重要的,包括沟通的可取性,可接受性,健康饮食形象等。食品能够提供广泛的产品和包装组合,传达自己加工的形象感知给消费者,例如新鲜包装/准备,冷藏,冷冻,超高温无菌,消毒(灭菌),烘干产品。 食物的最重要的质量属性之一,是它的味道,其影响人类的感官知觉,即味觉和嗅觉。味道可以很大程度作退化的处理和/或扩展存储。其他质量属性,也可能受到影响,包括颜色,质地和营养成分。食品质量不仅取决于原材料,添加剂,加工和包装的方法,而且其预期的货架寿命(保质期)过程中遇到的分布和储存条件的质量。越来越多的竞争当中,食品生产商,零售商和供应商;和质量审核供应商有显着提高食品质量以及急剧增加包装食品的选择。这些改进也得益于严格的冷藏链中的温度控制和越来越挑剔的消费者。 保质期的一个定义是:在食品加工和包装组合下,在食品的容器和条件,在销售点分布在特定系统的时间能保持令人满意的食味品质。保质期,可以用来作为一个新鲜的概念,促进营销的工具。延期或保质期长的产品,还提供产品的使用时间,方便以及减少浪费食物的风险,消费者和/或零售商。包装产品的质量和保质期的主题是在第3章中详细讨论。 包装为消费者提供有关产品的重要信息,在许多情况下,使用的包装和/或产品,包括事实信息如重量,体积,配料,制造商的细节,营养价值,烹饪和开放的指示,除了法律准则的最小尺寸的文字和数字,有定义的各类产品。消费者寻求更详细的产品信息,同时,许多标签已经成为多语种。标签的可读性是为视障人士的问题,这很可能成为一个对越来越多的老年人口越来越重要的问题。 食物的选择和包装创新的一个主要驱动力是为了方便消费者的需求。这里有许多方便的现代包装所提供的属性,这些措施包括易于接入和开放,处置和处理,产品的知名度,再密封性能,微波加热性,延长保质期等。在英国和其他发达经济体显示出生率下降和快速增长的一个相对富裕的老人人口趋势,伴随着更加苛

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Highway Subgrade Construction in Expansive Soil Areas Jian-Long Zheng1 Rui Zhang2 and He-Ping Yang3 1 Professor and President, ChangSha Univ. of Science and Technology, Chiling Road 45, Changsha, Hunan 410076, China. E-mail: zjl_csust@https://www.360docs.net/doc/75675531.html, 2 Ph.D. Candidate and Lecturer, School of Highway Engineering, ChangSha Univ. of Science and Technology, Chiling Road 45, Changsha, Hunan 410076, China. E-mail: zr_csust@https://www.360docs.net/doc/75675531.html, 3Professor, School of Highway Engineering, ChangSha Univ. of Science and Technology, Chiling Road 45, Changsha, Hunan 410076, China. E-mail: cscuyang@https://www.360docs.net/doc/75675531.html, (Accepted 22 May 2007) Introduction Expansive soil is predominantly clay soil that undergoes appreciable volume and strength changes following a change in moisture content. These volume changes can cause extensive damage to the geotechnical infrastructure, and the damage is often repeatable and latent in the long term (Liao 19848). China is one of the countries with a wide distribution of expansive soils. They are found in more than 20 provinces and regions, nearly 600,000?km2in extent. It has been estimated that the planned highways totaling 3,300?km in length pass through expansive soils areas (Zheng and Yang 200422). Improper highway construction in such areas could well lead to great losses and damage to the environment. In 2002, the Chinese Ministry of Communications (CMOC) sponsored a research project, “A Complete Package for Highway Construction in Expansive Soil Areas,” whose primary objective was to solve expansive soil problems in highway engineering. A research group with personnel from Changsha University of Science and Technology (CUST) was set up. Comprehensive laboratory tests, field investigations, and analyses were carried out, aimed at solving highway engineering problems in several different expansive soil areas. A complete presentation of the results of this research is beyond the scope of this paper, but the research on subgrade

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英文原文 Components of A Building and Tall Buildings Andre 1. Abstract Materials and structural forms are combined to make up the various parts of a building, including the load-carrying frame, skin, floors, and partitions. The building also has mechanical and electrical systems, such as elevators, heating and cooling systems, and lighting systems. The superstructure is that part of a building above ground, and the substructure and foundation is that part of a building below ground. The skyscraper owes its existence to two developments of the 19th century: steel skeleton construction and the passenger elevator. Steel as a construction material dates from the introduction of the Bessemer converter in 1885.Gustave Eiffel (1832-1932) introduced steel construction in France. His designs for the Galerie des Machines and the Tower for the Paris Exposition of 1889 expressed the lightness of the steel framework. The Eiffel Tower, 984 feet (300 meters) high, was the tallest structure built by man and was not surpassed until 40 years later by a series of American skyscrapers. Elisha Otis installed the first elevator in a department store in New York in 1857.In 1889, Eiffel installed the first elevators on a grand scale in the Eiffel Tower, whose hydraulic elevators could transport 2,350 passengers to the summit every hour. 2. Load-Carrying Frame Until the late 19th century, the exterior walls of a building were used as bearing walls to support the floors. This construction is essentially a post and lintel type, and it is still used in frame construction for houses. Bearing-wall construction limited the height of building because of the enormous wall thickness required;for instance, the 16-story Monadnock Building built in the 1880’s in Chicago had walls 5 feet (1.5 meters) thick at the lower floors. In 1883, William Le Baron Jenney (1832-1907) supported floors on cast-iron columns to form a cage-like construction. Skeleton construction, consisting of steel beams and columns, was first used in 1889. As a consequence of skeleton construction, the enclosing walls become a “curtain wall” rather than serving a supporting function. Masonry was the curtain wall material until the 1930’s, when light metal and glass curtain walls were used. After the introduction of

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Center Lathe 4.1 INTRODUCTION Lathe is the oldest machine tool invented, starting with the Egyptian tree lathes. In the Egyptian tree lathe, one end of the rope wound round the workpiece is attached to a flexible branch of a tree while the other end is pulled by the operator, thus giving the rotary motion to the workpiece. This primitive device has evolved over the last two centuries to be one of the most fundamental and versatile machine tools with a large number of uses in all manufacturing shops. The principal form of surface produced in a lathe is the cylindrical surface. This is achieved by rotating the workpiece while the single point cutting tool removes the material by traversing in a direction parallel to the axis of rotation and termed as turning as shown in Fig.4.1.The popularity of the lathe due to the fact that a large variety of surfaces can be produced. Different types of lathes are used in manufacturing shops. Some of them are: (a)Centre lathe (b)Tool room lathes (c)Special purpose lathes (d)Copying lathe (e)Gap bed lathe (f)Capstan and turret lathes (g)Automatic lathes The centre lathe is the most common lathe which derives its name from the way a workpiece is clamped by centres in a lathe, though this is not the only way in which the job is mounted. This is sometimes also called as engine lathe in view of the fact that early lathes were driven by steam engines. This is generally used for more general applications and thus the construction of the machine tool is more rigid. The tool room lathe is generally meant for applications of tool making, where the accuracy desired is much higher than that is normally required for general production

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编号: 毕业设计(论文)外文翻译 (原文) 院(系):应用科技学院 专业:机械设计制造及其自动化 学生姓名:邓瑜 学号:0501120501 指导教师单位:应用科技学院 姓名:黄小能 职称: 2009年 5 月20 日

The Injection Molding The Introduction of Molds The mold is at the core of a plastic manufacturing process because its cavity gives a part its shape. This makes the mold at least as critical-and many cases more so-for the quality of the end product as, for example, the plasticiting unit or other components of the processing equipment. Mold Material Depending on the processing parameters for the various processing methods as well as the length of the production run, the number of finished products to be produced, molds for plastics processing must satisfy a great variety of requirements. It is therefore not surprising that molds can be made from a very broad spectrum of materials, including-from a technical standpoint-such exotic materials as paper matched and plaster. However, because most processes require high pressures, often combined with high temperatures, metals still represent by far the most important material group, with steel being the predominant metal. It is interesting in this regard that, in many cases, the selection of the mold material is not only a question of material properties and an optimum price-to-performance ratio but also that the methods used to produce the mold, and thus the entire design, can be influenced. A typical example can be seen in the choice between cast metal molds, with their very different cooling systems, compared to machined molds. In addition, the production technique can also have an effect; for instance, it is often reported that, for the sake of simplicity, a prototype mold is frequently machined from solid stock with the aid of the latest technology such as computer-aided (CAD) and computer-integrated manufacturing (CIM). In contrast to the previously used methods based on the use of patterns, the use of CAD and CAM often represents the more economical solution today, not only because this production capability is available pin-house but also because with any other technique an order would have to be placed with an outside supplier. Overall, although high-grade materials are often used, as a rule standard materials are used in mold making. New, state-of-the art (high-performance) materials, such as ceramics, for instance, are almost completely absent. This may be related to the fact that their desirable characteristics, such as constant properties up to very high temperatures, are not required on molds, whereas their negative characteristics, e. g. low tensile strength and poor thermal conductivity, have a clearly related to ceramics, such as sintered material, is found in mild making only to a limited degree. This refers less to the modern materials and components

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